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专题 36 电学实验
[题型导航]
题型一 测定金属的电阻率（练习使用螺旋测微器）.......................................................................1
题型二 描绘小电珠的伏安特性曲线...................................................................................................2
题型三 测定电源的电动势和内阻.......................................................................................................4
题型四 练习使用多用电表...................................................................................................................7
题型五 电表的改装与应用...................................................................................................................9
[考点分析]
题型一 测定金属的电阻率（练习使用螺旋测微器）
[例题1] （2022•武江区模拟）某学校电工从市场买来一大捆粗铜导线，如图甲所示，他
觉得其实际长度与所标的长度相差较大，为此请物理科技兴趣小组同学帮助他通过实验进行检
测。
（1）为了得到该铜丝的横截面积S，兴趣小组先用小刀割去铜导线外绝缘皮，再用螺旋测微器
测定裸露的铜丝的直径d，如图乙所示，则可读得d＝ mm；
（2）兴趣小组设计如图丙所示的电路来测定铜丝电阻，请根据电路图丙把图丁实物连接完整。
（3）首先闭合开关S ，把开关S 拨向1，记下电压表的示数为U ，接下来把开关S 拨向2，调
1 2 0 2
节 ，使得电压表的示数为 ，此时电阻箱R 的阻值为2.0 ；
0
Ω（4）根据研究小组设计方案，计算铜导线长度的表达式L＝ （用铜导线的
电阻R、横截面积S、电阻率 表示），根据以上测得的数据可计算出该铜导线的长度为
m。（已知铜的电阻率 ＝1.80ρ×10﹣8 •m，结果保留三位有效数字）。
[例题2] （2022•ρ辽宁模拟）在Ω“测定金属丝的电阻率”的实验中，某同学进行了如下操
作：
（1）用毫米刻度尺测量接入电路中的金属丝的有效长度L，再用螺旋测微器测量金属丝的直径
D，如图甲所示，则D＝ mm。
（2）该同学接着用欧姆表粗测该金属丝的电阻，他进行了如下操作：先用“×100”挡测量时发
现指针偏转角度过大，则应该换用 （选填“×10”或“×1000”）挡，正确换挡、重新
欧姆调零后再进行测量，指针静止时位置如图乙所示，则该金属丝的电阻 R ＝ （结
x
果保留三位有效数字）。 Ω
（3）若用伏安法测量该金属丝的阻值，电路如图丙所示。除电源（电动势为4V，内阻不计）、
电流表A（量程为30mA，内阻约1 ）、待测金属丝、导线、开关外，电压表应选用 ，滑
动变阻器应选用 （以上两空Ω均选填以下给定器材前的字母）。电压表的左端应与电路中
的
（选填“a”或“b”）点相连。
A．电压表V （量程为3V，内阻约3k ）
1
B．电压表V
2
（量程为15V，内阻约15Ωk ）
C．滑动变阻器R
1
（总阻值为50 ，额定Ω电流为2A）
D．滑动变阻器R
2
（总阻值为20Ω0 ，额定电流为2A）
若某次测量中，电压表和电流表示Ω数分别为U和I，请用上述直接测量的物理量（D、L、U、
I）写出金属丝的电阻率 的表达式，即 ＝
。 ρ ρ题型二 描绘小电珠的伏安特性曲线
[例题3] （2023•历城区校级一模）发光二极管具有耗能少、体积小、亮度高等优点，现
已逐步取代传统光源。某同学研究某发光二极管的伏安特性。经正确实验操作后，绘制的 U﹣
I图像如图乙所示，下列为实验备选器材：
A．电压表V （量程0﹣3V，内阻约20k ）
1
B．电压表V
2
（量程0﹣15V，内阻约100Ωk ）
C．电流表A
1
（量程0﹣50mA，内阻约40Ω）
D．电流表A
2
（量程0﹣6A，内阻约2 ）Ω
E．滑动变阻器R
1
（0﹣10 ，额定电流Ω2A）
F．滑动变阻器R
2
（0﹣100Ω0 ，额定电流0.1A）
G．电源E（电动势6V，内阻Ω不计）
H．开关S，导线若干
（1）实验时，电压表应选用 ，电流表选用 ，滑动变阻器选用 （填选项字
母）；
（2）图甲为实验时的部分电路实物图，请用连线代替导线将电路补充完整；
（3）已知该发光二极管的最佳工作电流为15mA。现将它与电动势为3V、内阻不计的电池组相
连，根据乙图，还需串联一个阻值R＝ 的电阻才能使它工作在最佳状态（结果保留两位
有效数字）。 Ω
[例题4] （2022•道里区校级模拟）某同学做“描绘小灯泡的伏安特性曲线”实验，已知
小灯泡L“ ”标称值为“5V；2.5W”，实验室中除导线和开关外，还有以下器材可供选
择：电压表V （量程为3V，内阻为3k ）
1
电流表A
1
（量程为0.6A，内阻约为Ω10 ）
电流表A
2
（量程为3A，内阻约为0.1 Ω）
滑动变阻器R
1
（0～10 ，额定电流为Ω2A）
滑动变阻器R
2
（0～1kΩ，额定电流为0.5A）
定值电阻R
3
（阻值为1Ω0 ）
定值电阻R
4
（阻值为3kΩ）
电源E（E＝12V，内阻不Ω计）
（1）实验中滑动变阻器应选用 ，电流表应选用 ，定值电阻应选用 。
（均填器材的符号）
（2）实验中得到的该灯泡的伏安特性曲线如图2所示，如果将小灯泡与另一个电动势为4V，内
阻为8 的电源直接相连，则小灯泡的实际功率为 W。（保留两位有效数字）
Ω
题型三 测定电源的电动势和内阻
[例题5] （2023•武汉模拟）某同学利用如图甲所示的电路，测量某电源的电动势和内阻，
所用器材如图乙所示。请回答下列问题：（1）按照图甲所示的电路图，将图乙中的实物连线补充完整 见解析 ；
（2）将滑动变阻器滑片滑到最左端，单刀双掷开关S 与“1”连通，再闭合开关S ，调节滑动
2 1
变阻器滑片，记录下多组电压表和电流表的数据（U ，I ），断开开关S 。作出U﹣I图像如图
1 1 1
丙中的“I”所示，根据图线“Ⅰ”可得：电源电动势为 V，内阻为 ；（结果
均保留2位小数） Ω
（3）将滑动变阻器滑片滑到最左端，S 与“2”连通，再闭合开关S ，调节滑动变阻器滑片，
2 1
记录下多组电压表和电流表的数据（U ，I ），断开开关S ，作出U﹣I图像如图丙中的“Ⅱ”
2 2 1
所示；
（4）只考虑电表内阻所引起的误差：
i.根据上述实验计算可得：电源电动势的真实值为 V，内阻的真实值为 ，电
流表内阻为 ；（结果均保留2位小数） Ω
ii.图线“Ⅰ”和“Ⅱ”Ω相交于P（0.34A，2.36V）点，当电路工作于P点所示的状态时，若S
2
与
“2”连通，则滑动变阻器连入电路的阻值为 （结果保留2位小数）。
[例题6] （2023•合肥一模）某实验小组要测量一Ω节干电池的电动势E和内阻r．实验室仅
能提供如下器材：A．待测干电池
B．电流表A ：量程0～0.6A，内阻r 约为0.5
1 1
C．电流表A
2
：量程0～300 A，内阻r
2
为100Ω0
D．滑动变阻器R：阻值范围μ0～20 ，额定电流Ω2A
E．电阻箱R'：阻值范围0～9999.9Ω，额定电流1A
F．开关S、导线若干 Ω
（1）小组根据给定的器材设计了两种测量电路图，其中较为合理的电路图为 （选填
“甲”或“乙”）；
（2）将电流表A 和电阻箱R'串联，改装成一个量程为3.0V的电压表，电阻箱R'的阻值应调到
2
；
（3）Ω如表是小组在实验中记录的多组数据，其中第三组的I
2
没有记录，该数据如图丙A
2
表盘示
数所示，请读出I 并记录在下表空格处；
2
测量次数 1 2 3 4 5 6
A 示数I /A 0.12 0.20 0.36 0.38 0.50 0.57
1 1
A 示数 137 132 114 110 105
2
I / A
2
μ（4）请根据该实验小组记录的数据，在图丁的直角坐标系上画出I ﹣I 图象 ；依据画出
2 1
的图象可以得到电池的电动势E＝ V，内电阻r＝ 。（结果均保留两位小数）
Ω
题型四 练习使用多用电表
[例题7] （2022•东方校级二模）（1）某实验小组要对未知电阻R 进行测量。如图甲所
x
示，他们先用多用电表欧姆挡进行粗测，若多用电表的电阻挡有三个倍率，先用“×100”挡测
量电阻R 时，操作步骤正确，发现表头指针的偏转角度过大，为了较准确地进行测量，下列
x
说法正确的是 。
A.先将选择开关拨到“×1K”挡，再将红黑表笔短接欧姆调零，且测量结果为1.40×104
B.先将红黑表笔短接欧姆调零，再将选择开关拨到“×1K”挡，且测量结果为1.40×104
Ω
C.先将选择开关拨到“×10”挡，再将红黑表笔短接欧姆调零，且测量结果为140 Ω
D.先将红黑表笔短接欧姆调零，再将选择开关拨到“×10”挡，且测量结果为140Ω
（2）为准确测定该电阻的阻值，甲同学设计图（a）所示的电路进行实验。 Ω
①实验室提供了两种滑动变阻器；滑动变阻器R （0～1000 ）、滑动变阻器R （0～10 ），
1 2
则实验中滑动变阻器应选 （选填“R ”或“R ”）；Ω Ω
1 2
②实验操作时，按电路图（a）先将滑动变阻器的滑动触头移到A端，保持S 断开，闭合S ，
2 1
调节滑动变阻器使电流表指针偏转至某一位置，并记下此时电流表读数I ；
1
③依次断开S和S ，保持滑动变阻器阻值不变，调整电阻箱R 阻值在150 左右，再闭合S 和
1 0 2
S，调节R 阻值使得电流表读数为 时，R 的读数即为待测电阻R 的Ω阻值；
0 0 x
（3）乙同学利用电路图（b）进行实验，多次改变电阻箱R 的阻值，读出电流表相应的电流I，
0
1
因电源和电流表内阻较小，乙同学忽略不计，由测得的数据作出 -R 图像，根据图像的斜率和
I 0
截距求出待测电阻R 的阻值。若电源和电流表内阻是未知且不可忽略的，考虑实验产生的系统
x
误差，则上述电路（a）中，电阻R 的测量值 真实值；电路（b）中电阻R 的
x x
测量值 真实值。（均选填“大于”“小于”或“等于”）[例题8] （2022•汕头三模）多用电表的“×1 ”欧姆挡的电路简化图如图（a）所示，其
刻度盘如图（b）所示，已知电流表的电阻R ＝2.0Ω，满偏电流I ＝100mA，R 为可变电阻。
g g 1
Ω
（1）某同学在使用前将两表笔短接，调节可变电阻R ，但因电源老化发现指针始终无法对齐
1
“0 ”刻度线，指针偏转角度最大时在图（b）中的位置A，此时可变电阻R 的滑动片位于
1
（选Ω填“M”或“N”）端，通过电流表的电流为 mA。
（2）使指针偏转角度最大后保持可变电阻R 阻值不变，在两表笔间接入电阻箱，逐渐减小电阻
1
箱的阻值R，指针偏转角度随之 （选填“增大”或“减小”）。
（3）当电阻箱阻值为12.0 时指针位置如图（b）中的位置B，则电源的电动势为 V，内
Ω阻为 。（结果保留两位有效数字）
Ω
题型五 电表的改装与应用
[例题9] （2023•信阳二模）物理兴趣小组想要用图1所示的器材精确测量微安表（量程
100 A，内阻几百欧）的内阻，并将其改装成一个量程为1mA的电流表，在此基础上再将它改
装成μ量程为3V的电压表。图中MN是固定在刻度尺上的电阻丝，P是可调节的鳄鱼铗。
（1）已知电源的电动势为4V，内阻很小，实验室提供了两个滑动变阻器，且两种滑动变阻器
都能正常使用，此实验中应选择 ；
A．滑动变阻器R （阻值范围0～500 ）
1
B．滑动变阻器R
2
（阻值范围0～10 Ω）
（2）因桥式电路测量电阻比较准确Ω，实验时要求采用桥式电路进行测量。图中已连接了两条导
线，请用笔画代替导线将未完成的电路连接好 。实验中发现鳄鱼铗P到右侧N的距离
2
是MN长度的 时灵敏电流计中恰无电流。此时若将P向MN中点移动而不改变电阻箱的阻值，
5
则此时流过灵敏电流计的电流应是 （选填：P向Q、Q向P）。反复调整鳄鱼铗P和电
阻箱，直到P处在MN的中点时，灵敏电流计示数为零，电阻箱的示数如图2所示时，则灵敏电
流计的电阻为 。
（3）然后兴趣小组设计了图3所示的改装电路图，并标出R 和R ，其中最左端为公共接线柱，
3 4
a和b分别是电流挡和电压挡的接线柱，电阻箱的阻值应取R ＝ ，R ＝ （保
3 4
留到个位） Ω Ω[例题10] （2022•天心区校级一模）某同学要将量程为 3mA的毫安表 G改装成量程为
30mA的电流表。他先测量出毫安表G的内阻，然后对电表进行改装，最后再利用一标准毫安
表对改装后的电流表进行校准，可供选择的器材如下：毫安表头G（量程3mA，内阻约为几百
欧姆）
A．滑动变阻器R （0～1k ）；
1
B．滑动变阻器R
2
（0～10kΩ ）；
C．电阻箱R（0～9999.9 ）Ω；
D．电源E
1
（电动势约为Ω1.5V）；
E．电源E （电动势约为9V）；开关、导线若干具体实验步骤如下：
2
①按电路原理图a连接电路；
②将滑动变阻器的阻值调到最大，闭合开关S 后调节滑动变阻器的阻值，使毫安表G的指针满
1
偏；
③闭合S ，保持滑动变阻器不变，调节电阻箱的阻值，使毫安表G的指针偏转到量程的三分之
2一位置；
④记下电阻箱的阻值。
回答下列问题：
（1）为减小实验误差，实验中电源应选用 （填器材前的字母），滑动变阻器应选用
（填器材前的字母）；
（2）如果按正确操作步骤测得电阻箱的阻值为 90.0 ，则毫安表G内阻的测量值R ＝
g
，与毫安表内阻的真实值R '相比，R （填“Ω＞”“＝”或“＜”）R '；
g g g
Ω（3）若按照第（2）问测算的R
g
，将上述毫安表G并联一个定值电阻R改装成量程为30mA的
电流表，接着该同学对改装后的电表按照图 b所示电路进行校准，当标准毫安表的示数为
16.0mA时，改装表的指针位置如图c所示，由此可以推测出改装的电表量程不是预期值，要想
达到实验目的，无论测得的内阻值是否正确，都不必重新测量，只需要将定值电阻 R换成一个
阻值为kR的电阻即可，其中k＝ 。
（4）若用该电流表[量程3mA，内阻按照第（2）问测算的R ]按正确的步骤改装成欧姆表并测
g
标准电阻R 的阻值时（如图d），理论上其测量结果与标准电阻 R 实际阻值相比较
x x
（填“偏大”“偏小”或“相等”）。
